A szubharmonikusok megértése

1. Definíció: Mi a szubharmonikus?

A Szubharmonikus egy frekvenciakomponens egy rezgés spektrum amely egy alapvető kényszerítő frekvencia egész számmal mért töredékénél fordul elő. A gépészeti elemzésben ez az alapvető frekvencia szinte mindig a futási sebesség (1X).

A szubharmonikusok olyan frekvenciákon jelennek meg, mint az 1/2X, 1/3X, 1/4X stb., és más néven szubszinkron rezgések, mivel ezek a fő szinkron (1X) sebességnél alacsonyabb frekvencián jelentkeznek. Egy sor szubharmonikus (pl. 1/2X, 3/2X, 5/2X) jelenléte klasszikus jele a géphibáknak.

2. A szubharmonikusok elsődleges okai

A szubharmonikusok nem olyan gyakoriak, mint a harmonikusok (2X, 3X), de amikor megjelennek, gyakran a következő problémák egyikének egyértelmű jelzői:

a) Mechanikai lazaság

Ez a szubharmonikusok leggyakoribb oka, különösen az 1/2X komponens esetében. Amikor egy alkatrész laza, például egy csapágy a házban vagy egy laza rögzítőcsavar, az nemlineáris „pattogás” vagy „csörgő” hatást válthat ki. Ez a fajta behatás gerjesztheti a rendszert oly módon, hogy az a fő kényszerítő frekvencia (1X) felének megfelelő frekvencián reagál.

Egy olyan spektrum, amely egy 1X csúcsot mutat, amelyet egy sor szubharmonikus jel kísér 1/2X, 3/2X (1,5X), 5/2X (2,5X) stb. értékeknél, a súlyos szerkezeti lazaság tankönyvi jele. A lazaság olyan ütéseket tesz lehetővé, amelyek a tengely minden második fordulatánál hatékonyan jelentkeznek, létrehozva az 1/2X csúcscsaládot.

b) Csapágycsapágy instabilitása

Folyadékfilm- vagy siklócsapágyas gépekben a szubharmonikus rezgések az olajfilm instabilitásának kritikus mutatói. Ezek öngerjesztett rezgések, amelyek a tengelyt tartó olajék dinamikájából erednek.

• Olajörvény: Ez a jelenség jellemzően a futási sebesség 0,42-szerese és 0,48-szorosának megfelelő frekvencián jelentkezik. Az olajfilm forgásba (örvénylésbe) kezd a csapágyhézagban, és ezzel a tengelyt eltolja. 0,5-szerese alatt gyakran erős, jól kivehető csúcsot jelent.
• Olajhabverő: Ez az instabilitás egy súlyosabb formája, amely akkor fordul elő, amikor az olajörvény frekvenciája egybeesik a rotor első természetes frekvenciájával (kritikus sebesség). Amikor ez megtörténik, a rezgés nagyon hevessé és rombolóvá válhat. A frekvencia „rögzül” a természetes frekvenciához, és még akkor sem változik, ha a gép sebességét növelik.

c) Egyéb okok

• Szíjhajtással kapcsolatos problémák: Egy kopott vagy sérült szíj időnként szubharmonikus frekvenciákat generálhat, amelyek a szíj forgási sebességével kapcsolatosak, ami jellemzően alacsonyabb, mint a meghajtó vagy a hajtott szíjtárcsa sebessége.
• Lapát- vagy szárnykerekes áthaladási frekvenciák: Szivattyúk vagy ventilátorok esetén bizonyos esetekben a szinkronon kívüli csúcsok összefüggésben állhatnak az áramlási turbulenciával vagy a forgó leállás körülményeivel, amelyek nem feltétlenül az 1X pontos töredékei, de még mindig a működési sebesség alatt vannak.

3. Elemzés és megerősítés

Amikor egy spektrumban szubharmonikusokat figyelünk meg, kulcsfontosságú a pontos frekvencia meghatározása. A pontosan 0,50X-es csúcs nagy valószínűséggel a lazaságra utal. A 0,47X-es csúcs szinte biztosan olajörvény. Egy teljes sorozat (1/2X, 3/2X stb.) jelenléte erősen megerősíti a lazaságot.

Elemzése időhullám szintén hasznos lehet. A lazaság gyakran ütődésre vagy csonkolódásra utal, míg az olajörvény összetettebb, moduláló jelként jelentkezhet.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez